Ученые нист существенно увеличили эффективность органических фотоэлементов

Ученые НИСТ (National Institute of Standards and Technology – NIST), США совершили изучения, продемонстрировавшие главные элементы разработки изготовления нового класса солнечных органических фотоэлементов, универсальных, недорогих и достаточно действенных.

Органическая фотовольтаика, основанная на свойстве некоторых органических молекул преобразовывать энергию солнечного света в электрическую, есть одной из «тёплых» и популярных областей изучения, потому, что органические фотоэлементы несут в себе огромные преимущества если сравнивать с классическими, твёрдыми кремниевыми приемниками излучения. Особенное преимущество органических пленок содержится в том, что они смогут быть нанесены как чернила либо краска, формируя фотоэлементы на эластичных поверхностях фактически любой формы и на больших площадях.

Распространение данной разработки сдерживают два ответственных фактора: низкая (менее 6 процентов) малый и эффективность преобразования (пара тысяч часов) срок работы. Считается, что коммерческие возможности органических солнечных элементов зависят от того, сумеют ли они достигнуть десятипроцентной эффективности при одновременном повышении расчетного ресурса до 10 тысяч часов. Попыткам модернизировать структуру органического покрытия чтобы повысить эффективность преобразования энергии была посвящена работа исследователей НИСТ.

Ученые продемонстрировали, что свойства поверхности электрода, применяемого при изготовлении органических фотогальванических пленок, оказывают большое влияние на чертей последних. Данные исследований опубликованы: D.S. Germack, C.K. Chan, B.H. Hamadani, L.J. Richter, D.A. Fischer, D.J. Gundlach and D.M.

DeLongchamp. Substrate-dependent interface composition and charge transport in films for organic photovoltaics. Applied Physics Letters, 94, 233303 (2009), DOI: 10.1063/1.3149706.

Органический солнечный элемент в разрезе. Слои сверху вниз: стекло, слой окиси индий-олово, слой термопластика (желто-коричневым выделен полимер, синим — фуллерен). Электрический ток образуется в слое полимер – фуллерен. (Иллюстрация NIST.)

Авторы сосредоточили внимание на чаще всего видящемся типе элементов (см. рис.), действующим веществом которых есть смесь полимера, поглощающего излучение с выделением электронов, и фуллерена, эти электроны «собирающего». При нанесении таковой смеси на поверхность она твердеет и образует пленку, в толще которой формируются полимерные и фуллереновые «каналы». В совершенстве эти токопроводящие структуры должны достигать краев пленки; в случае если же между полимерами и нижним краем образуется преграда из молекул фуллерена, эффективность устройства падает.

Воспользовавшись способами изучения околокраевой узкой структуры рентгеновского поглощения, ученые узнали, что при определенных условиях поверхность электрода начинает отталкивать молекулы фуллерена в глубину пленки, что сходу повышает эффективность; электрические особенности контакта наряду с этим кроме этого изменяются в лучшую сторону. Так, физики НИСТ выяснили последовательность главных параметров, нужных для оптимизации процессов, происходящих на краях органических пленок, что имеет огромную важность для промышленных стратегий оптимизации показателей фотоэлементов.

Евгений Биргер

Случайные записи:

• В переславском технопарке назначен новый директор
• Нт-мдт: российские приборы на острие мировой науки

Наномир. Пластиковые фотоэлементы для получения энергии от солнца.

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Большие фуллерены могут помочь в повышении эффективности органических фотоэлементов

  Сейчас существенно активизировались научные исследования органических фотовольтаических устройств (ОФУ). Особенный интерес, например, являются ОФУ,…

• Ученые нист разработали гибкий мемристор

  Исследователи из НИСТ (технологий и Национального института стандартов) США создали несложную разработку формирования элементов памяти на базе легко…

• Органический контраст для мрт протестирован на мышах

  Исследователям удалось создать новый органический контрастный агент, работа которого основана на выделении нитроксидных радикалов, работа которого была…

• Найден способ получения водородного топлива с квантовой эффективностью выше 100%

  Изучения возможностей сокращения зависимости людской цивилизации от ископаемого горючего ведутся в нескольких перспективных направлениях. Ученые а также…